备课讲义3-化学热力学原理与化学平衡(上).pdf

3. 化学热力学原理与化学平衡（上） 1 什么是热？ 1.1 原始人对冷和热的判断 太阳下的石头和山泉溪水 （感知温度） 绿叶裹手取物和树皮鞋底 （热绝缘物） 烤肉、制陶、裂石 （不可逆变化） 1.2 从功取热 钻木取火 1.3 热和功的定义 热是一热一冷的两个物体相互接触时，两者之间的交互作用 （“热度”是引起热交互作 用的动因和结果；有时候热度不变，产生相变）。 功是除了热以外的任何一个交互作用 （排他律定义）；功是一个系统与外界之间的这种 交互作用：它有 者“可以”有的唯一结果是，在该系统 外界中，得以举起一个重量。 1 热与功的定义，与系统边界划分有关。 各种体系与环境的划分。 1.4 从热生功 原始人不知道的：让一个热的物体变冷，可以用来做功。 亚历山大时代的希罗汽轮 1453 年，攻破君士坦丁堡的大炮：长5 米、重19 吨，可以发射直径64 cm、重272 kg 的石弹到1.6 km 外。 热机：把热转化为功的机械。 2 多热才算热？－测温术 2.1 温度计 感觉来区分 “热度”的缺陷：只能感知 “温差”。 伽利略的温度仪：可以显示温度和温度的改变（气压影响）。 佛罗伦萨温度计 （酒精）：1701 年，牛顿提议刻度标准；德国Gabriel David Fahrenheit 用水银并定义“华氏温标”，以冰盐化合物为0°，体温为96° （现为98.6°）。 1954 年， 典天文学家摄尔修斯定义“摄氏温标”。 2.2 什么是温度？ 热力学第零定律：1931 年，富勒提出热平衡定律。 液体温度计依赖于工作物质 （以水为工作物质的温度计指示4 °时，会读出负值，因为 此时水的密度最大，体积最小）。 温度计必须校准，不以工作物质为转移。 2 2.3 气体测温术 查理和盖吕萨克定律：在此定律下，温度是个变量，它的变化与待测对象的其他性质相 关；可以改为定容条件下，气体的压力和温度成正比： T P 可以用压力的比率来定义温度的比率： s s ；此时s 和i 分别是沸点和冰点。 T P i i P s 的比值与气体几乎无关，且在起始设定的气体的量越来越小时，此值趋于一致，即 P i T P s lim s 1.36609 ，可以定义为一个温标。加上T T 100 ，可以解出 Ts = s i T p i 0 P i i P P 373.16，T = 273.16 。对于任意温度，有T T lim 273.16 lim i i p i 0 P p i 0 P